TEORÍA DEL FUNCIONAL DE LA
DENSIDAD (DFT)
The underlying physical laws necessary for the mathematical theory of a
large part of physics and the whole of chemistry are thus completely
known, and the difficulty is only that the exact application of these laws
leads to equations much too complicated to be soluble. It therefore becomes
desirable that approximate practical methods of applying quantum
mechanics should be developed, which can lead to an explanation of the
main features of complex atomic systems without too much computation.
Paul Adrien Maurice Dirac
Integrantes:
Aylin Viviana Silva Ortiz
Daniel Santos Sandoval
Adrian Tlahuext Aca
Jair Isai Ortega Gaxiola
Pedro Josué Trejo Soto
Estructura de materia; semestre 2012-2
The Nobel Prize in Chemistry 1998 was divided equally between Walter Kohn "for his
development of the density-functional theory" and John A. Pople "for his development of
computational methods in quantum chemistry".
En 1965 Kohn - Sham idearon un método práctico para obtener ρ0 y para obtener E0 a partir de ρ0.
Sistemas
No interactuante (s)
n electrones que no interaccionan entre ellos
que experimentan la misma función de
energía potencial Vs(ri)
Real
Se tienen en cuenta todas las interacciones.
Ψ ρ ĤΨ EΨ ρ E
E [ρ] E[ρ(ri)]
E = T+V
E [ρ] = T[ρ]+Vne[ρ]+Vee [ρ]
Vne= ∫ρ(r) V(r) dr
E [ρ] = ∫ρ(r) V(r) dr +T[ρ]+Vee [ρ]
Energia cinetica Ts
Ven
Columbica Cuantica
Sustituyendo T[ρ] y Vee[ρ] en E [ρ] = ∫ρ(r) V(r) dr +T[ρ]+Vee [ρ]
E [ρ] = ∫ρ(r) V(r) dr +Ts [ρ]+ ∆T [ρ]+Vee [ρ]+∆Vee[ρ]
E [ρ] = ∫ρ(r) V(r) dr +Ts [ρ]+Vee [ρ]+ ∆T [ρ]+∆Vee[ρ]
Se pueden calcular
Exc [ρ]= ∆T [ρ]+∆Vee[ρ] Exc. Funcional de la energía de
correlacion de intercambio.
E [ρ] = ∫ρ(r) V(r) dr +Ts [ρ]+Vee [ρ]+ Exc [ρ]
NO
SI
Concepto de Escalera de
Jacob, introducido
por John Perdew
1- Aproximación de Densidad Local (LDA).
Donde Exc es la energía de jellium que distribuye los electrones como si no estuvieran en interacción.
2- Aproximación de Densidad de Espín (LSDA) .
Donde
3- Aproximación del Gradiente.
Cruzaína de
T. cruzi
Sitio catalítica
Residuos encargados
de la actividad
N
NN
N
R
R
CN
Estudios in vitro
Modo de acción
??
Estudio teórico
Ménde-Lucio O. et. al. J. Mol. Graph. Model. (2012),
doi:10.1016/j.jmgm.2012.01.003
Metodología
Uso del funcional híbrido B3LYP con la
base 6-31+G(d)
M05-2X/6-31+G(d)//B3LYP/6-31+G(d)
Determinación
Superficie de energía potencial
Mecanismo de reacción
Índices de Fukui
Orbitales moleculares
Ménde-Lucio O. et. al. J. Mol. Graph. Model. (2012),
doi:10.1016/j.jmgm.2012.01.003
Índices de Fukui
Mecanismo de reacción Energía
Ménde-Lucio O. et. al. J. Mol. Graph. Model. (2012),
doi:10.1016/j.jmgm.2012.01.003
Ménde-Lucio O. et. al. J. Mol. Graph. Model. (2012),
doi:10.1016/j.jmgm.2012.01.003
Geometrías
Energías de enlace
Cinética de reacciones
Frecuencias y espectro vibracional: caracterización de un punto estacionario (como un mínimo), estado de transición y predicción de espectros de IR
Distribución del electrón: momento dipolar, cargas, orden de enlace
Calcular espectros de UV y RMN
Energías de ionización y afinidad electrónica
Electronegatividad
Dureza y blandura
Índice de Fukui (especies nucleofílicas, electrofílicas y radicales)
Aplicaciones de DFT
Software
GAUSSIAN (www.gaussian.com)
GAMESS
(http://www.msg.ameslab.gov). Libre
SPARTAN (www.wavefun.com).
Comercial
HyperChem (www.hyper.com).
Comercial